细长体穿越冰-水混合物的出水流场数值模拟

发布时间：2021-12-23 10:39

　　针对极地强烈的军事需求,对细长体穿越冰-水混合物出水现象进行研究的重要性日益凸显。借鉴ANSYS/LS-DYNA软件包在流体与固体耦合问题中的成功应用,将任意拉格朗日-欧拉方法应用到细长体穿越冰-水混合物的出水流场数值模拟研究。通过细长体、冰块、海水、空气等复杂介质界面、运动系统的计算模型建模,开展接触、非接触工况下细长体出水流场的数值预报,获得两种工况下流场主要特征的动态变化规律,验证了该方法在此类问题中的适用性,为后续载荷计算和开展试验研究提供了有益的参考。 

【文章来源】：兵工学报. 2020,41(S1)北大核心EICSCD

【文章页数】：12 页

【部分图文】：

细长体穿越冰-水混合介质界面计算系统装配图

当细长体穿越冰-水混合区域出水、细长体位于冰体正下方时，细长体在流场运动过程中的流体密度变化云图如图2所示。从图2中可以发现，底部形成较大的空泡，随着细长体的运动，细长体周围出现空化现象。对比从非接触出水的情况可以看出，位于冰体正下方出水时，细长体的偏移程度较小，同时形成的底部空泡更大，空化形成的空泡呈现对称状。漂浮在水面的冰体同样出现了飞溅现象，位于细长体正上方的冰块运动最远，同时出现了冰体破碎现象。3.1.1 二维剖视分析

细长体在破冰出水过程中的全流场流体密度变化如图6所示。从图6中可以看出，细长体出水运动时，流场中密度的等值线分布较为均匀，细长体出水时，在水与空气界面，围绕细长体周围密度变化较为剧烈。随着运动的进行，细长体周围等值线形成的圆环开始扩大，同时水域流场四周出现因空泡而形成的密集等值线圆环。图4 细长体破冰出水过程流场应力变化云图(工况1)

【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶与冰排碰撞结构响应研究[J]. 张健,陈聪,张淼溶,尹群.  船舶工程. 2014(06)
[2]冰级桨水动力性能研究综述[J]. 郭春雨,谢畅,赵大刚.  船海工程. 2014(04)
[3]冰载荷下船舶螺旋桨强度的有限元分析[J]. 胡志宽,桂洪斌,夏鹏鹏,王建勋.  船舶工程. 2013(05)

博士论文
[1]冰—桨—流相互作用下的螺旋桨水动力性能研究[D]. 王国亮.哈尔滨工程大学 2016

硕士论文
[1]冰载荷下螺旋桨静力分析及冰与桨碰撞动力响应研究[D]. 胡志宽.哈尔滨工业大学 2014
[2]河冰对桥墩撞击作用的数值模拟分析[D]. 单思镝.东北林业大学 2011
[3]冰排与建筑物挤压破坏有限元模拟分析研究[D]. 路卫卫.天津大学 2007



本文编号：3548323